JPWO2017155073A1 - クリーニング装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1及び図2に示す当該クリーニング装置は、平板状の対象物Sを搬送方向Dに搬送しつつその表面(表側表面S1及び裏側表面S2)の異物を除去するものである。当該クリーニング装置は、ホルダ1と、外部搬送機構(上流側外部搬送機構2A及び下流側外部搬送機構2B)と、クリーニング機構3とを主に備えている。
対象物Sは、図2では平板状の部材であるが、板状又はフィルム状の部材であれば特に制限はない。具体的には、対象物の表面は、図2に示すように平坦であってもよいが、窪みが存在していてもよい。さらに、対象物には、孔等が存在していてもよい。
ホルダ1は、クリーニング機構3を保持するものである。このホルダ1は、対向する一対の板状部材10の間を複数のロッド11及びシャフト12により連結したものである。
外部搬送機構は、対象物Sに搬送のための推進力を付与するものであり、クリーニング機構3の外部に設けられる。この外部搬送機構は、クリーニング機構3よりも搬送方向上流側に配置される上流側外部搬送機構2Aと、クリーニング機構3よりも搬送方向下流側に配置される下流側外部搬送機構2Bとを有する。この外部搬送機構による対象物Sの搬送速度は、クリーニング機構3により対象物Sから異物を除去できる範囲であれば特に制限はない。対象物Sの搬送速度の下限としては、5m/minが好ましく、10m/minがより好ましい。一方、対象物Sの搬送速度の上限としては、30m/minが好ましく、20m/minがより好ましい。対象物Sの搬送速度が上記下限に満たないと、異物除去に要する時間が長くなり、異物の除去効率が低下するおそれがある。逆に、対象物Sの搬送速度が上記上限を超えると、クリーニング機構3により対象物Sの表面の異物を十分に除去できなくなるおそれがある。
上流側外部搬送機構2Aは、対象物Sをクリーニング機構3に搬入するものであり、複数のベルト搬送部20Aを有している。ベルト搬送部20Aは、搬送方向Dに沿って離間して配置される一対のローラ21Aの間に無端ベルト22Aが巻き掛けられたものである。一対のローラ21Aのうち、一方は回転力が付与される駆動ローラであり、他方は駆動ローラの回転により無端ベルト22Aと共に回転する従動ローラである。複数のベルト搬送部20Aは、搬送方向Dに直交する水平方向(以下、「搬送幅方向」ともいう)に一定間隔で配置されている。
下流側外部搬送機構2Bは対象物Sをクリーニング機構3から搬出するものであり、複数のベルト搬送部20Bを有している。ベルト搬送部20Bは、上流側外部搬送機構2Aの複数のベルト搬送部20Aと同様な構成とされている。すなわち、複数のベルト搬送部20Bは、搬送方向Dに沿って離間して配置される駆動ローラ及び従動ローラにより構成される一対のローラ21Bの間に無端ベルト22Bが巻き掛けられたものである。複数のベルト搬送部20Bも搬送幅方向に一定間隔で配置されている。
クリーニング機構3は、対象物Sの表側表面S1及び裏側表面S2の両面のクリーニングが可能な機構であり、表側クリーニング機構3A及び裏側クリーニング機構3Bを有している。
表側クリーニング機構3Aは、搬送される対象物Sの表側表面S1の異物を除去するユニットである。この表側クリーニング機構3Aは、表側ブラシローラユニット4、表側クリーニングローラユニット5及び裏側対向ローラユニット6を有している。当該クリーニング装置は、工場等の床面の基台上に設置されるホルダ1に、表側ブラシローラユニット4及び表側クリーニングローラユニット5が着脱可能に装着される。ホルダ1は、上記基台上にネジ等の固着具により固定されていてもよいが、固着具を用いず移動可能な状態で載置されていることが好ましい。表側ブラシローラユニット4及び表側クリーニングローラユニット5は、搬送される対象物Sの上方(搬送経路の上方)に配設され、ホルダ1に着脱可能に保持される。
表側ブラシローラユニット4は、筐体40に収容されたブラシローラ41により対象物Sの表側表面S1の異物を除去するユニットであり、ミリサイズの比較的大きな異物の除去に好適である。この表側ブラシローラユニット4の筐体40には、ブラシローラ41の他に、回収ローラ42、ブレード43、異物回収部44及び搬送ローラ45が収容され、全体がユニット化されている。このように表側ブラシローラユニット4がホルダ1に着脱可能にユニット化されることで、表側ブラシローラユニット4をホルダ1から容易に取り外すことができる。その結果、対象物Sや異物の種類にあわせてブラシローラ41を交換する必要がある場合にユニットごと交換することができるため、効果的な異物の除去を簡便に行うことができる。また、表側ブラシローラユニット4をホルダ1から取り外すことで、ブラシローラ41に対向する後述の対向金属ローラ60を露出させて交換や洗浄を容易に行えるため、メンテナンス性に優れる。加えて、筐体40に収容されるブラシローラ41等に関しても、ホルダ1に組み込み固定する場合に比べて、メンテナンスが容易となる。
筐体40は、ブラシローラ41等を収容してユニット化し、ホルダ1に着脱可能とするものである。この筐体40は、搬送面に略垂直となるように対向して配設される上流板及び下流板と、上流板及び下流板の側端部同士を接続する一対の側板と、上流板、下流板及び一対の側板の上端部に接続される天板と、上流板、下流板及び一対の側板の下端部に接続される底板とを有する。天板には、幅方向において離間している一対の把持部40Aが設けられている。一対の把持部40Aは、表側ブラシローラユニット4の着脱時に利用されるものである。底板には開口部40Bが設けられ、この開口部40Bから後述するブラシローラ41のブラシ毛41Cの先端部が突出している。なお、筐体40を構成する材料としては、特に制限はないが、例えばステンレス等が挙げられる。
ブラシローラ41は、搬送される対象物Sに当接して表側表面S1の異物、特に比較的大きな異物(例えばミリサイズの異物)を除去する表側ブラシローラである。このブラシローラ41は、帯電状態で外部駆動源からの動力により搬送方向Dと略垂直かつ搬送面と略平行な回転軸で搬送方向Dに対して逆回り方向(図2の時計回り方向)に回転駆動される。なお、ブラシローラ41は、帯電状態で搬送方向Dに対して逆回り方向に回転駆動することが好ましいが、非帯電状態で回転駆動してもよく、搬送方向Dに対して順回り方向に回転駆動してもよい。
回収ローラ42は、ブラシローラ41と略平行かつブラシ毛41Cと当接し、このブラシ毛41Cに付着した異物を回収する第1の回収ローラである。この回収ローラ42は、ブラシローラ41よりも小径であり、ブラシローラ41の上方においてブラシローラ41よりも搬送方向上流側に配置されている。このように配置することにより、後述するブレード43で掻き取られた異物が回収ローラ42等の部材に再付着するなどの悪影響を低減できる。
ブレード43は、回収ローラ42から異物を掻き取って除去する第1のブレードである。このブレード43は、例えば弾性を有する矩形板状部材である。
異物回収部44は、ブレード43によって回収ローラ42から掻き落とされた異物を回収及び収容する第1の異物回収部である。この異物回収部44は、ブレード43の先端部の下方かつ、ブラシローラ41よりも搬送方向上流側に配設されている。そして、異物回収部44は、筐体40の上流板の開口部に嵌め込まれ、この開口部から搬送方向上流側に引き出し可能とされている。異物回収部44の上流側には、把持部44Aが設けられており、この把持部44Aを利用して異物回収部44の出し入れが容易化されている。また、異物回収部44は、搬送方向上流側に引き出すことが可能であるため、表側ブラシローラユニット4をホルダ1に固定した状態のまま引き出して異物を回収することができ、利便性に優れる。
搬送ローラ45は、後述する裏側対向ローラユニット6の補助ローラ62と共に、クリーニング機構3に搬入される対象物Sの移動をガイドするものである。また、搬送ローラ45及び補助ローラ62は、搬送方向Dに対して逆回りするブラシローラ41の下方に対象物Sを適切な力で進入させるために、対象物Sに推進力を与えるための機能も有する。この搬送ローラ45は、後述の裏側対向ローラユニット6の補助ローラ62に対向して配置されている。搬送ローラ45は、搬送方向Dに対して順回り方向(図2の反時計回り方向)に回転する。ここで、補助ローラ62と搬送ローラ45とで対象物Sを挟み込む力が強すぎる場合、異物が対象物Sに押し付けられて除去しにくくなるおそれや、対象物Sに傷を付けてしまうおそれがある。これらを考慮して、搬送ローラ45は、補助ローラ62を0.49N程度の力で押圧するように配設されている。但し、上記押圧力は、対象物Sの材質や厚み等を考慮して適宜調整することができる。また、対象物Sの硬度が比較的高く、補助ローラ62だけでブラシローラ41の下方に進入させることができる場合は、当該クリーニング装置から搬送ローラ45を省略することも可能である。
表側ブラシローラユニット4は、高さ調節機構により高さ調節が可能に構成されているとよい。このように、高さ調節機構により表側ブラシローラユニット4の高さ調節を可能とすることで、対象物Sに対するブラシローラ41の圧接量を調節し、ブラシローラ41による比較的大きな異物の除去をより効率的に行うことができる。
表側クリーニングローラユニット5は、筐体50に収容されたクリーニングローラ51により対象物Sの表側表面S1の異物を除去するユニットである。この表側クリーニングローラユニット5の筐体50には、クリーニングローラ51の他に、ブラシローラ52、回収ローラ53、ブレード54及び異物回収部55が主に収容され、全体がユニット化されている。表側クリーニングローラユニット5は、ミリサイズよりも小さい微細な異物の除去に好適であり、表側ブラシローラユニット4よりも搬送方向下流側の隣接した位置に、ホルダ1に着脱可能に配設されている。ここで、クリーニングローラ51は、微細な異物を効果的にその表面に移動させるために、後述する対向樹脂ローラ61と共に対象物Sの両面から圧力を加えるように設定されている。従って、もしも表側クリーニングローラユニット5を表側ブラシローラユニット4の上流側に配置した場合、クリーニングローラ51が比較的大きな異物を対象物Sに押し付けて圧着し、ブラシローラ41によっても上記異物を除去しきれないおそれがある。そのため、表側クリーニングローラユニット5は、表側ブラシローラユニット4の下流側に配置することが好ましい。
筐体50は、クリーニングローラ51等を収容してユニット化し、ホルダ1に着脱可能とするものである。この筐体50は、表側ブラシローラユニット4と同様に、上流板、下流板、一対の側板、天板及び底板を有する。天板には、搬送幅方向に離間している一対の把持部50Aが設けられている。一対の把持部50Aは、表側クリーニングローラユニット5の着脱時に利用されるものである。底板には開口部50Bが設けられ、この開口部50Bからクリーニングローラ51の一部が突出している。下流板は、上方から下方にかけて屈曲している。なお、筐体50を構成する材料には、特に制限はなく、例えばステンレス等の金属が好適に用いられる。
クリーニングローラ51は、対象物Sの表側表面S1の異物、特に比較的微細な異物(例えばミリサイズよりも小さい異物)を除去するものであり、外周面が帯電した状態で搬送方向Dと略垂直かつ搬送面と略平行な回転軸で搬送方向Dに対して順回り方向(図2の反時計回り方向)に回転駆動される。このクリーニングローラ51は、図10に示すように、芯棒51Aと、この芯棒51Aの外周面に形成される内層部51Bと、この内層部51Bの外周面を被覆する外層部51Cとを有する弾性ローラである。
ブラシローラ52は、クリーニングローラ51が対象物Sから除去した異物を回収するものであり、クリーニングローラ51の直上においてクリーニングローラ51に略平行かつ当接するよう配設されている。このブラシローラ52は、帯電状態で、外部駆動源からの動力により、クリーニングローラ51に対して逆回り方向(図2の反時計回り方向)に回転駆動される。このようなブラシローラ52は、円柱状の芯棒52Aと、この芯棒52Aの外周面に接着層52Bを介して植設される複数のブラシ毛52Cとを有し(図3参照)、その詳細は表側ブラシローラユニット4のブラシローラ41の芯棒41A及びブラシ毛41Cと同様であるため、重複説明は省略する。また、ブラシローラ52への印加電圧(芯棒52Aに印加される電圧)は、クリーニングローラ51への印加電圧に対して同極性かつ絶対値が高くなるようにする。具体的なブラシローラ52への印加電圧の下限としては、表側ブラシローラユニット4のブラシローラ41と同様に、−800Vが好ましく、−600Vがより好ましい。一方、上記印加電圧の上限としては、−200Vが好ましく、−300Vがより好ましい。
回収ローラ53は、ブラシローラ52がクリーニングローラ51から回収した異物を回収する第2の回収ローラであり、ブラシローラ52の上方においてブラシローラ52と略平行かつブラシ毛52Cと当接するように配設される。この回収ローラ53は、帯電状態で、外部駆動源からの動力によりブラシローラ52に対して逆回り方向(図2の反時計回り方向)に回転駆動される。回収ローラ53の詳細は、上述の表側ブラシローラユニット4の回収ローラ42と同様とすることができるため、重複説明は省略する。
ブレード54は、回収ローラ53から異物を掻き取る第2のブレードである。このブレード54及びこれを支持するブレード支持部53aの詳細は、上述の表側ブラシローラユニット4のブレード43及びブレード支持部43aと同様である。
異物回収部55は、ブレード54によって回収ローラ53から掻き落とされた異物を回収及び収容するものである。この異物回収部55は、ブレード54の先端部の下方かつ、ブラシローラ52よりも搬送方向下流側に配設されている。そして、異物回収物55は、筐体50の下流板の開口部に嵌め込まれ、この開口部を介して搬送方向下流側に引き出し可能とされている。異物回収部55の下流側には把持部55Aが設けられており、この把持部55Aを利用して異物回収部55の出し入れが容易化されている。また、異物回収部55は搬送方向下流側に引き出すことが可能であるため、クリーニングローラユニット5をホルダ1に固定した状態のまま引き出して異物を回収することができるという点で利便性に優れる。
表側クリーニングローラユニット5は、高さ調節機構により高さ調節が可能に構成されているとよい。このように、高さ調節機構で表側クリーニングローラユニット5の高さを調節することで、対象物Sに対するクリーニングローラ51の押圧力(ニップ幅)を調節し、その結果、微細な異物の除去を効率良く行うことができる。
裏側対向ローラユニット6は、表側ブラシローラユニット4のブラシローラ41及び表側クリーニングローラユニット5のクリーニングローラ51と共に対象物Sの搬送経路を規定するものであり、対象物Sの裏側(搬送経路の下方)に配設されている。この裏側対向ローラユニット6は、第1の裏側対向ローラである対向金属ローラ60及び第2の裏側対向ローラである対向樹脂ローラ61からなる一対の対向ローラと補助ローラ62とを主に備えている。裏側対向ローラユニット6は、メンテナンス性の観点から、ホルダ1に着脱可能に装着されていることが好ましい。
対向金属ローラ60は、対象物Sを介して表側ブラシローラユニット4のブラシローラ41に対向し、かつ対象物Sに当接するようにブラシローラ41の直下に配設されている第1の裏側対向ローラである。この対向金属ローラ60は、対象物Sの搬送方向Dに対して順回り方向(図2の時計回り方向)に回転駆動されている。すなわち、対向金属ローラ60は、表側ブラシローラユニット4のブラシローラ41に対して逆回り方向に回転駆動されている。対向金属ローラ60の詳細は、表側ブラシローラユニット4の回収ローラ42と同様である。但し、対向金属ローラ60は外部電源に接続されることなく電気的に接地され、これにより、ブラシローラ41が帯電されている場合に異物の除去に好適な電界を生じさせることができる。
対向樹脂ローラ61は、対象物Sを介して表側クリーニングローラユニット5のクリーニングローラ51に対向し、対象物Sに当接するようにクリーニングローラ51の直下に配設されている。この対向樹脂ローラ61は、対象物Sの搬送方向Dに対して順回り方向(図2の時計回り方向)に回転駆動されている。すなわち、対向樹脂ローラ61は、クリーニングローラ51に対して順回り方向に回転駆動されている。対向樹脂ローラ61の詳細は、表側クリーニングローラユニット5のクリーニングローラ51とほぼ同様である。但し、対向樹脂ローラ61の外層部の形成においては、微小突起の形成のために用いる微小突起の素となる粒子として、酸化チタン、チタン酸バリウム等を配合することが好ましい。上記粒子として酸化チタン、チタン酸バリウム等を用いることで、微小突起の密度が粗くなり、対象物Sを適切に搬送することができるようになる。また、対向樹脂ローラ61は外部電源に接続されることなく電気的に接地されており、帯電されたクリーニングローラ51との間に異物の除去に好適な電界を生じさせることができる。
補助ローラ62は、上流側外部搬送機構2Aによりクリーニング機構3に搬入される対象物Sの移動を表側ブラシローラユニット4の搬送ローラ45と共にガイドするものである。この補助ローラ62の層構造等は、対向樹脂ローラ61と同様とすることができる。
裏側クリーニング機構3Bは、対象物Sの裏側表面S2の異物を除去するものである。この裏側クリーニング機構3Bは、概ね表側クリーニング機構3Aの上下を反転させた構成とされており、裏側ブラシローラユニット7、裏側クリーニングローラユニット8及び表側対向ローラユニット9を有している。
裏側ブラシローラユニット7は、ブラシローラ71により対象物Sの裏側表面S2の異物を除去するものであり、対象物Sの裏側(搬送経路の下方)において表側クリーニング機構3Aの裏側対向ローラユニット6よりも搬送方向下流側に隣接して配設されている。この裏側ブラシローラユニット7は、ブラシローラ71、回収ローラ72及びブレード73を主に備えており、その基本構成は上述の表側クリーニング機構3Aの表側ブラシローラユニット4と同様である。但し、裏側ブラシローラユニット7は、表側ブラシローラユニット4と比較し、搬送ローラ45及び異物回収部44に相当する部材が設けられていない点等で異なっている。なお、裏側ブラシローラユニット7に搬送ローラ45に相当する部材が設けられていない理由は、ブラシローラ71が搬送方向Dに対して逆回り方向に回転駆動されているものの、ブラシローラ71よりも搬送方向上流に配置されているクリーニングローラ51と対向樹脂ローラ61とが、ブラシローラ71の下方への進入のために適切な推進力を対象物Sに与えているからである。また、裏側ブラシローラユニット7は、異物回収部44に相当する部材が設けられていないが、その底部が開口していることによりユニット外に異物を排出することができる。裏側ブラシローラユニット7から排出された異物は、後述する裏側クリーニングローラユニット8から排出された異物と共に、ホルダ1の最下部に設けられた異物回収部13により回収される。裏側ブラシローラユニット7は、メンテナンス性の観点から、ホルダ1に着脱可能に装着されていることが好ましい。
ブラシローラ71は、対象物Sの裏側表面S2に帯電状態で当接し、対象物Sの搬送方向Dに対して逆回り方向(図2の反時計回り方向)に回転駆動されることで、対象物Sの裏側表面S2におけるミリサイズの比較的大きな異物を除去する裏側ブラシローラである。このようなブラシローラ71は、円柱状の芯棒71Aと、この芯棒71Aの外周面に接着層71Bを介して植設される複数のブラシ毛71Cとを有し(図3参照)、その詳細は表側ブラシローラユニット4のブラシローラ41の芯棒41A及びブラシ毛41Cと同様であるため重複説明は省略する。また、ブラシローラ71への印加電圧(芯棒71Aに印加される電圧)は、後述の裏側クリーニングローラユニット8のクリーニングローラ80への印加電圧に対して同極性かつ絶対値が高くなるようにする。具体的なブラシローラ71への印加電圧の下限としては、表側ブラシローラユニット4のブラシローラ41と同様に、−800Vが好ましく、−600Vがより好ましい。一方、上記印加電圧の上限としては、−200Vが好ましく、−300Vがより好ましい。
回収ローラ72は、ブラシローラ71が対象物Sの裏側表面S2から除去した異物を回収する第3の回収ローラであり、ブラシローラ71よりも下方においてブラシローラ71と略平行かつブラシ毛71Cと当接して配設される。この回収ローラ72は、帯電状態で外部駆動源からの動力によりブラシローラ71に対して逆回り方向(図2の反時計回り方向)に回転駆動される。回収ローラ72の詳細は、上述の表側ブラシローラユニット4の回収ローラ42と同様とすることができるため、重複説明は省略する。
ブレード73は、回収ローラ72から異物を掻き取る第3のブレードである。このブレード73及びこれを支持するブレード支持部73aの詳細は、上述の表側クリーニング機構3Aの表側ブラシローラユニット4のブレード43及びブレード支持部43aと同様である。
裏側クリーニングローラユニット8は、クリーニングローラ80により対象物Sの裏側表面S2の微細な異物を除去するものであり、対象物Sの裏側(搬送経路の下方)において裏側ブラシローラユニット7よりも搬送方向下流側に隣接して配設されている。この裏側クリーニングローラユニット8は、クリーニングローラ80、ブラシローラ81、回収ローラ82、ブレード83、及び搬送ローラ85を主に備えており、その基本構成は上述の表側クリーニング機構3Aの表側クリーニングローラユニット5と同様である。但し、裏側ブラシローラユニット7は、表側ブラシローラユニット4と比較し、搬送ローラ85を有する点や、異物回収部55に相当する部材が設けられていない点等が異なる。裏側ブラシローラユニット7は、異物回収部55に相当する部材が設けられていない代わりに、その底部が開口し、ユニット外に異物を排出可能とされている。裏側クリーニングローラユニット8から排出された異物は、裏側ブラシローラユニット7から排出された異物と共に、ホルダ1の最下部に設けられた異物回収部13により回収される。裏側クリーニングローラユニット8は、メンテナンス性の観点から、ホルダ1に着脱可能に装着されていることが好ましい。
クリーニングローラ80は、対象物Sの裏側表面S2の微細な異物を除去する裏側クリーニングローラであり、対象物Sの裏側(搬送経路の下方)に配設されている。このクリーニングローラ80は、外周面が帯電した状態で搬送方向Dと略垂直かつ搬送面と略平行な回転軸で搬送方向Dに対して順回り方向(図2の時計回り方向)に回転駆動される。クリーニングローラ80の詳細は、上述の表側クリーニングローラユニット5のクリーニングローラ51と同様とすることができるため、重複説明は省略する。
ブラシローラ81は、クリーニングローラ80が対象物Sの裏側表面S2から除去した微細な異物を回収するものであり、クリーニングローラ80に当接してクリーニングローラ80の下方に配設されている。このブラシローラ81は、帯電した状態で搬送方向Dと略垂直かつ搬送面と略平行な回転軸でクリーニングローラ80に対して逆回り方向(図2の時計回り方向)に回転駆動される。このブラシローラ81は、上述の表側ブラシローラユニット4のブラシローラ41と同様に、芯棒81Aに接着層81Bを介して複数のブラシ毛81Cを植設したものであり、その詳細は表側ブラシローラユニット4のブラシローラ41と同様である。
回収ローラ82は、ブラシローラ81がクリーニングローラ80から回収した微細な異物を回収する第4の回収ローラであり、ブラシローラ81の下方においてブラシローラ81と略平行かつブラシ毛81Cと当接して配設される。この回収ローラ82は、帯電状態で外部駆動源からの動力によりブラシローラ81に対して逆回り方向(図2の時計回り方向)に回転駆動される。回収ローラ82の詳細は、上述の表側ブラシローラユニット4の回収ローラ42と同様とすることができるため、重複説明は省略する。
ブレード83は、回収ローラ81から異物を掻き取る第4のブレードである。このブレード83及びこれを支持するブレード支持部83aの詳細は、上述の表側クリーニング機構3Aの表側ブラシローラユニット4のブレード43及びブレード支持部43aと同様である。
搬送ローラ85は、対象物Sの搬送をガイドするものであり、クリーニングローラ800よりも搬送方向下流側に配設されている。この搬送ローラ85としては、対向樹脂ローラ61と同様のものが好適に用いられる。
表側対向ローラユニット9は、裏側ブラシローラユニット7のブラシローラ71及び裏側クリーニングローラユニット8のクリーニングローラ80と共に対象物Sの搬送経路を規定するものであり、対象物Sの表側(搬送経路の上方)に配設されている。この表側対向ローラユニット9は、筐体90と、第1の表側対向ローラである対向金属ローラ91と、第2の表側対向ローラである対向樹脂ローラ92とを主に備えており、ホルダ1に着脱可能に配設されている。当該クリーニング装置は、工場等の地面の基台に対して固定設置される装置本体に、表側対向ローラユニット9が着脱可能に配設される。このように表側対向ローラユニット9がホルダ1に着脱可能に配設されることで、表側対向ローラユニット9をホルダ1から容易に取り外し、裏側ブラシローラユニット7のブラシローラ71及び裏側クリーニングローラユニット8のクリーニングローラ80を露出させることができる。そのため、ブラシローラ71やクリーニングローラ80の交換や洗浄を容易に行えることから、メンテナンス性に優れる。加えて、筐体90に収容される対向金属ローラ91及び対向樹脂ローラ92に関しても、ホルダ1に組み込み固定する場合に比べて、メンテナンスが容易となる。
筐体90は、対向金属ローラ91及び対向樹脂ローラ92を収容してユニット化し、ホルダ1に着脱可能とするものである。この筐体90の天板には、搬送方向Dに垂直な水平方向に離間して一対の把持部90Aが設けられている。一対の把持部90Aは、表側対向ローラユニット9の着脱時に利用されるものである。筐体90は、底板に開口部90Bが設けられており、この開口部90Bから対向金属ローラ91や対向樹脂ローラ92の一部が突出している。なお、筐体90を構成する材料には、特に制限はなく、例えばステンレス等の金属が好適に用いられる。
対向金属ローラ91は、対象物Sを介して裏側ブラシローラユニット7のブラシローラ71に対向し、かつ対象物Sに当接するようにブラシローラ71の直上に配設されている。この対向金属ローラ91は、回転駆動されるものであり、裏側ブラシローラユニット7のブラシローラ71に対して逆回り方向(図2の反時計回り方向)に回転する。対向金属ローラ91の詳細は、表側ブラシローラユニット4の回収ローラ42と同様である。但し、対向金属ローラ91は外部電源に接続されることなく電気的に接地されており、ブラシローラ71との間に異物の除去に好適な電界を生じさせることができる。
対向樹脂ローラ92は、対象物Sを介して裏側クリーニングローラユニット8のクリーニングローラ80に対向し、かつ対象物Sに当接するようにクリーニングローラ80の直上に配設されている。この対向樹脂ローラ92は、回転駆動されるものであり、クリーニングローラ80に対して順回り方向(図2の反時計回り方向)に回転する。対向樹脂ローラ92の詳細は、表側対向ローラユニット6の対向樹脂ローラ61と同様である。但し、対向樹脂ローラ92は外部電源に接続されることなく電気的に接地されており、クリーニングローラ80との間に異物の除去に好適な電界を生じさせることができる。
上述のように、回収ローラ42,53,72,82と、クリーニングローラ51,80と、ブラシローラ52,81の外周面とは帯電させられ、ブラシローラ41,71も帯電させることが好ましい。また、補助ローラ62、対向金属ローラ60,91、対向樹脂ローラ61,92は電気的に接地させることが好ましい。これらのローラを帯電又は電気的に接地(0Vに固定することも含む)させるための帯電回路は、既知の回路を用いることができる。この帯電回路は、電位差が異なる2つのローラが、長尺状の導電性異物などを介して短絡した場合の安全対策として、例えば500μAの電流を閾値とし、閾値以上の電流が流れた場合に回路を遮断する機構(例えばヒューズ等)を備えている。
以下、各ユニットを外部電源やグラウンド等と電気的に接続するために用いられるユニット及びホルダ1の端子の一例について説明する。図11には、各ユニットの搬送幅方向の一方又は両方の端部に配設されるユニット側端子110を示す。図12には、ホルダ1の内面に配設されるホルダ側端子120を示す。なお、当該クリーニング装置は、全ユニットがこの接続構造によって外部電源等と電気的に接続されることが好ましいが、一部又は全部のユニットが従来公知の接続構造によって外部電源等と電気的に接続されていてもよい。
各ユニットには、通常各ローラの一方の端部付近に電圧印加機構(電気的に接地させる機構を含む)が設けられると共に、上述のユニット側端子110及び上記電圧印加機構の間が配線により電気的に接続される。外部電源等から各ユニットに供給される電圧は、上述のユニット側端子110、上記配線及び上記電圧印加機構を介して各ローラに供給される。この場合、各ローラを駆動させるための歯車等の駆動機構は、絶縁材料により形成される部材を用いた上で、各ローラの他方の端部付近に設けるとよい。図13には、上記電圧印加機構の一例として、ローラ130の一方の端面に設けられた円錐状の窪み130aと、半球状の先端部を有し、この先端部がローラ130の円錐状の窪み130aの内周面に当接している筐体側電極131と、この筐体側電極131に連結され、筐体側電極131をローラ130側に与圧する金属製の板バネ132とを備える電圧印加機構を示す。ローラ130の中心軸及び円錐状の窪みの頂点と、筐体側電極131の先端部の半球の中心とは、搬送幅方向視において略一致する。なお、ローラ130及び筐体側電極131の間は、導電性グリースによるグリース潤滑下としてもよい。
図1及び図2のクリーニング装置を用いて対象物Sから異物を除去するクリーニング方法について説明する。このクリーニング方法では、表側ブラシローラユニット4のブラシローラ41に対して、表側クリーニングローラユニット5のクリーニングローラ51と同極性かつ絶対値が高い電圧を印加する。また、裏側ブラシローラユニット7のブラシローラ71に対しも同様に、裏側クリーニングローラユニット8のクリーニングローラ80と同極性かつ絶対値が高い電圧を印加する。このように、ブラシローラ41,71に対しクリーニングローラ51,80よりも同極性かつ絶対値の高い電圧を印加することで、ブラシローラ41,71によりミリレベルの比較的大きな異物を除去できると共にクリーニングローラ51,80により微細な異物を除去できる。このクリーニング方法における各ローラへの印加電圧、回転等の各種条件については、上述の当該クリーニング装置と同様とできるため重複した説明を省略する。
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、上記態様の他、種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。特に、図1及び図2は、当該クリーニング装置の一例を示したものに過ぎず、例えば各ローラの層構造は図2と異なっていてもよい。
摩擦帯電性の観点から異物除去に適したブラシ毛の材質を選定することを目的とし、ワーク(対象物)及びブラシ毛の帯電性を評価し帯電列を決定した。
ブラシローラへの印加電圧の最適化は、図15(A)に示すようにゴミを付着させた対象物に、所定の電圧を印加したブラシローラを当接させ、この所定電圧を印加している状態を10秒間保持した。次に、図15(B)に示すように対象物からブラシローラを引き離し、ゴミの除去により形成された帯状領域の幅をゴミの吸着幅(電界作用幅)として評価した。
図1及び図2に示すクリーニング装置を用い、表側ブラシローラユニット4のブラシローラ41の周速度と対象物への圧接量とを変量させながら対象物の異物除去を行った。これにより、ブラシローラの周速度、及びブラシローラの対象物への圧接量が異物除去に与える影響について検討した。
当該クリーニング装置のクリーニング性能を評価した。具体的には、種々の異物と対象物との組み合わせについて、図1及び図2に示すクリーニング装置を用い、各ローラの周速度及び印加電圧を表2の通りとし、クリーニング前後の対象物表面を撮像することで評価した。
2A 上流側外部搬送機構
2B 下流側外部搬送機構
3 クリーニング機構
4 表側ブラシローラユニット
41 ブラシローラ
42 回収ローラ
43 ブレード
45 搬送ローラ
5 表側クリーニングローラユニット
51 クリーニングローラ
51A 芯棒
51B 内層部
51C 外層部
52 ブラシローラ
53 回収ローラ
54 ブレード
6 裏側対向ローラユニット
60 対向金属ローラ
61 対向樹脂ローラ
62 補助ローラ
7 裏側ブラシローラユニット
71 ブラシローラ
72 回収ローラ
73 ブレード
8 裏側クリーニングローラユニット
80 クリーニングローラ
81 ブラシローラ
81A 芯棒
81B 接着層
81C ブラシ毛
82 回収ローラ
83 ブレード
9 表側対向ローラユニット
91 対向金属ローラ
92 対向樹脂ローラ
101 固定部材
102 スライド部材
103 天板
104 カバー
110 ユニット側端子
111 ユニット側電極板
112 カバー
120 ホルダ側端子
121 土台部
122 ホルダ側電極板
123 囲繞部
130 ローラ
130a 窪み
131 筐体側電極
132 板バネ
S 対象物
S1 表側表面
S2 裏側表面
D 搬送方向
Claims (10)
- 板状又はフィルム状の対象物を搬送しつつ表面の異物を除去するクリーニング装置であって、
搬送される上記対象物の上方に着脱可能に配設され、表側ブラシローラにより上記対象物の表側表面の異物を除去する表側ブラシローラユニットと、
上記対象物の上方かつ上記表側ブラシローラユニットの搬送方向下流側に着脱可能に配設され、表側クリーニングローラにより上記対象物の表側表面の異物を除去する表側クリーニングローラユニットと
を備えることを特徴とするクリーニング装置。 - 上記表側ブラシローラユニット、及び上記表側クリーニングローラユニットのそれぞれの高さを調節するための高さ調節機構を備える請求項1に記載のクリーニング装置。
- 上記表側ブラシローラユニットが、
搬送方向と略垂直かつ搬送面と略平行な回転軸で搬送方向に対して逆回り方向に回転駆動される上記表側ブラシローラと、
この表側ブラシローラと略平行かつ当接するように配設される第1の回収ローラと、
この第1の回収ローラ表面に当接し、付着した異物を除去する第1のブレードと
を備える請求項1又は請求項2に記載のクリーニング装置。 - 上記表側ブラシローラユニットが、搬送方向と略垂直かつ搬送面と略平行な回転軸を有し、上記表側ブラシローラの搬送方向上流側に配設され、上記対象物の搬送を補助する搬送ローラを備える請求項3に記載のクリーニング装置。
- 上記表側ブラシローラユニットが、少なくとも上記第1のブレードで除去した異物を収容する第1の異物回収部を、上記表側ブラシローラの搬送方向上流側に備える請求項3又は請求項4に記載のクリーニング装置。
- 上記表側クリーニングローラユニットが、
搬送方向と略垂直かつ搬送面と略平行な回転軸で搬送方向に対して順回り方向に回転駆動される上記表側クリーニングローラと、
この表側クリーニングローラと略平行かつ当接するよう配設され、上記表側クリーニングローラに対して逆回り方向に回転駆動されるブラシローラと、
このブラシローラと略平行かつ当接するように配設される第2の回収ローラと、
この第2の回収ローラ表面に当接し、付着した異物を除去する第2のブレードと
を備える請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のクリーニング装置。 - 上記表側クリーニングローラユニットが、少なくとも上記第2のブレードで除去した異物を収容する第2の異物回収部を、上記表側クリーニングローラの搬送方向下流側に備える請求項6に記載のクリーニング装置。
- 上記表側ブラシローラユニットの表側ブラシローラに対応して上記対象物下方に設けられた第1の裏側対向ローラと、上記表側クリーニングローラユニットの表側クリーニングローラに対応して上記対象物下方に設けられた第2の裏側対向ローラとを含む裏側対向ローラユニットを備える請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のクリーニング装置。
- 上記裏側対向ローラユニットが、上記第1の裏側対向ローラの搬送方向上流側に設けられ、上記対象物の搬送を補助する補助ローラを備える請求項8に記載のクリーニング装置。
- 上記対象物の下方かつ上記裏側対向ローラユニットの搬送方向下流側に配設され、裏側ブラシローラにより対象物の裏側表面の異物を除去する裏側ブラシローラユニットと、
上記対象物の下方かつ上記裏側ブラシローラユニットの搬送方向下流側に配設され、裏側クリーニングローラにより対象物の裏側表面の異物を除去する裏側クリーニングローラユニットと、
上記裏側ブラシローラユニットの裏側ブラシローラに対応して上記対象物上方に設けられた第1の表側対向ローラ、及び上記裏側クリーニングローラユニットの裏側クリーニングローラに対応して上記対象物上方に設けられた第2の表側対向ローラを含み、着脱可能に配設された表側対向ローラユニットと
を備える請求項8又は請求項9に記載のクリーニング装置。
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